Уфимские ученые разработали цифровые карты основных свойств почв Башкирии. Исследователи использовали методы машинного обучения, чтобы получить непрерывные трехмерные модели характеристик почв на глубине до одного метра. Подробнее о новейшей разработке специалистов УГНТУ и Уфимского института биологии УФИЦ РАН расскажут «Новости региона».

РОЛЬ АНАЛИЗА ПОЧВЫ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Как отмечают авторы проекта, ранее использовались только традиционные двухмерные карты, которые показывают свойства поверхности или отдельных почвенных горизонтов. А вот новая технология позволяет оценивать характеристики почвы на разных глубинах и видеть их пространственное распределение в объеме. Речь идет прежде всего о содержании органического углерода и кислотности почв - эти параметры важны для оценки плодородия земель, экологического состояния территорий и климатических процессов.
Особая значимость разработки в том, что ее практическая реализация будет учитываться при принятии управленческих решений.

- Сегодня очень важно поддерживать и поощрять такие научные решения, использовать их для устойчивого развития сельского хозяйства, экологии и экономики региона в целом. Внедрение современных технологий позволяет перейти от трудоемких ручных методов к точным цифровым инструментам, позволяющим прогнозировать характеристики почв на обширных территориях и принимать управленческие решения на базе надежных данных. Точное знание свойств почв позволит региону эффективнее вовлекать земли в хозяйственный оборот, - отметила министр земельных и имущественных отношений Башкирии Наталья Полянская.

По словам авторов научного проекта, из почвы получают до 90% всех продуктов питания. По этой причине важно проводить мониторинг и оценивать ее состояние. Традиционная почвенная картография во многом опиралась на полевые обследования и ручную обработку данных. Специалисты изучали отдельные почвенные разрезы, учитывали климат, рельеф, растительность, геологию и другие факторы, после чего переносили полученную информацию на большие территории.

Современная цифровая почвенная картография строится иначе. Компьютерные модели позволяют находить устойчивые связи между свойствами почв и факторами их формирования, а затем прогнозировать характеристики на территориях, где непосредственные измерения отсутствуют.

КАК ПРОВОДЯТСЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работу ученые Межвузовского кампуса начали еще в 2020 году. За это время они собрали и систематизировали данные предыдущих исследований, а затем подготовили их для машинного обучения. В итоге в работу вошли 29,4 тыс. измерений содержания органического углерода и более 22,3 тыс. измерений кислотности почв.

Дополнительно исследователи использовали 82 цифровые карты республики, включавшие сведения о климате, рельефе, геологии, гидрологии, почвах и спутниковые данные. Полученные 3D-модели прошли многоступенчатую проверку, в том числе по точности прогнозов, их неопределенности и области применимости.
Авторы рассчитывают использовать результаты исследования в сельском хозяйстве, экологическом мониторинге и климатических исследованиях. Новые карты должны повысить точность оценки запасов почвенного углерода и кислотности в масштабах всей республики.

— Башкирия, как один из лидеров агропромышленного комплекса, получит мощный инструмент управления: повышение стандартов госуслуг, минимизацию временных и финансовых затрат для всех участников процесса, объективность при разграничении земель и надежную научную базу для соблюдения прав крестьянских и фермерских хозяйств, — отметил председатель Общественного совета при Министерстве земельных и имущественных отношений республики Рим Галимов.